《地理信息系统》课程大纲

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《地理信息系统》课程大纲

一、课程概述

课程名称(中文):地理信息系统

(英文):geographical information system

课程编号:19371087

课程学分:2

课程总学时:32

课程性质:专业选修课

二、课程内容简介(300字以内)

地理信息系统是集计算机科学、地理科学、测绘学、遥感学环境科学、信息科学、管理科学等学科为一体的新型边缘学科。它从20世纪60年代问世,至今已跨越了50多个春秋,现已广泛用于资源、环境、交通、城市、农业、林业、海洋、军事等领域。本课程的主要内容是介绍地理信息系统的基本概念、原理、基本组成,地理信息系统的结构与功能,空间数据结构的类型、数据的处理方法与空间分析以及在林业和相关专业中的基本应用等。

三、教学目标与要求

《地理信息系统》课程是林学专业的专业选修课。通过本课程的学习,使学生了解地理信息系统的产生背景、功能、应用领域及发展方向;掌握GIS的基本概念、GIS的基本功能、GIS的数据结构、GIS 数据的采集与处理方法、GIS空间分析的原理与方法、GIS产品等知识点;掌握如何利用GIS去解决实际的相关专业问题。

在学完本课程后,学生应对GIS有一个较全面的了解,提高利用GIS解决相关专业实际问题的能力。

四、教学内容与学时安排

第一章导论(4学时)

1. 教学目的与要求:了解什么是地理信息系统?地理信息系统有哪些内容构成?地理信息系统能做什么?

2. 教学重点与难点:重点掌握地理信息系统的概念、地理信息系统的基本构成基本功能和应用功能;难点是区别数据与信息的概念及关系、地理信息系统与其他管理系统的区别。

第一节、地理信息系统基本概念(1学时)

一、数据与信息

二、地理信息与地理信息系统

第二节、地理信息系统的基本构成(1学时)

一、系统硬件

二、系统软件

三、空间数据

四、应用人员

五、应用模型

第三节、地理信息系统的功能简介(1学时)

一、基本功能

二、应用功能

第四节、地理信息系统的发展概况(1学时)

一、发展概况

二、基础理论

第二章地理信息系统的数据结构(6学时)

1. 教学目的与要求:通过本章内容的学习,让学生了解地理信息系统的核心是空间数据,掌握空间数据的来源、空间数据的分类、空间数据结构的类型。

2. 教学重点与难点:重点掌握地理空间的概念和空间实体的表达方式,GIS空间数据的分类、基本特征,空间数据的拓扑关系,空间数据的类型(矢量数据结构、栅格数据结构、曲面数据结构)与编码,空间数据的分类与编码;难点是区分不同的空间拓扑关系、矢量数据结构和栅格数据结构的编码方法。

第一节、地理空间及其表达(1学时)

一、地理空间的概念

二、空间实体的表达

第二节、地理空间数据及其特征(2学时)

一、GIS空间数据的分类

二、空间数据的基本特征

三、空间数据的拓扑关系

四、空间数据的计算机表示

第三节、空间数据结构的类型(2学时)

一、矢量数据结构

二、栅格数据结构

三、曲面数据结构

第四节、空间数据结构的建立(1学时)

一、系统功能与数据源间的关系

二、空间数据的分类与编码

三、矢量数据的输入与编辑

四、栅格数据的输入

五、曲面数据的输入

第三章空间数据处理(6学时)

1. 教学目的与要求:通过本章的学习,让学生了解空间数据的处理过程。

2. 教学重点与难点:重点掌握几何纠正的原理、地图投影的方法,矢量和栅格数据的相互转换方法,空间拓扑关系的多种编辑方式,数据压缩的意义,难点是几何纠正的方法、空间拓扑关系的编辑。

第一节、空间数据的变换(1学时)

一、几何纠正

二、地图投影及其变换

第二节、空间数据结构的转换(1学时)

一、由矢量向栅格的转换

二、由栅格向矢量的转换

第三节、多元空间数据的融合(1学时)

一、遥感与GIS数据的融合

二、不同格式数据的融合

第四节、空间数据的压缩与重分类(1学时)

一、空间数据的压缩

二、空间数据的重分类

第五节、空间数据的内插方法(1学时)

一、点的内插

二、区域的内插

第六节、空间拓扑关系的编辑(1学时)

一、多边形连接编辑

二、节点连接编辑

第四章地理信息系统空间数据库(4学时)

1. 教学目的与要求:通过本章内容的学习,让学生掌握地理信息系统空间数据库的建立过程。

2. 教学重点与难点:重点掌握空间数据库的概念,空间数据库设计的过程、步骤,空间索引方法,空间元数据,时空一体化数据模

型的类型;难点是空间数据库建立的方法。

第一节、空间数据库概述(0.5学时)

一、空间数据库的概念

二、空间数据库的设计

第二节、空间数据库概念模型设计(0.5学时)

一、语义数据模型

二、面向对象的数据模型

第三节、空间数据库逻辑模型设计(0.5学时)

一、关系数据模型

二、逻辑模型设计

第四节、空间数据库的物理设计(0.5学时)

一、空间数据库的物理设计概念

二、空间数据库的物理设计步骤

第五节、空间数据查询(0.5学时)

一、空间关系查询类型

二、属性数据查询

三、空间属性联合查询

四、空间查询语言

第六节、空间数据库索引(0.5学时)

一、范围索引

二、格网空间索引

三、四叉树空间索引

第七节、空间元数据(0.5学时)

一、元数据及其作用

二、元数据实例

第八节、空间数据库引擎

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